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1、计算题 如图所示是示波器的原理示意图.电子从灯丝发射出来,经电压为
的电场加速后,通过加速极板
上的小孔
射出,然后沿中心线
进入
、
间的偏转电场,偏转电场的电压为
,场强方向垂直于
,电子离开偏转电场后,最终打在垂直于
放置的荧光屏上的
点.已知电子的电荷量为
,平行金属板
、
间的距离为
,极板长为l,极板右端与荧光屏之间的距离为
,电子离开灯丝时的初速度可忽略,电子所受重力以及电子之间的相互作用力不计.

小题1:若把
点到
点的距离称为偏转距离Y,其偏转距离Y为多少?
小题2:求电子即将到达
点时的动能.
参考答案:
小题1:
小题2:eU1+eU22l2/4U1d2
本题解析:(1)设电子到达O1时的速度为
,则
?(2分)
设电子在偏转电场MN中运动的加速度为a,运动时间为t,则
?(2分)
?(1分)
?(1分)
解得:
?(1分)
由:
?解得:
?(2分)
(2)由动能定理:? eU1+eU2h/d=EKP-0?(2分)
得:? EKP=eU1+eU22l2/4U1d2?(1分)
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,EF与GH间为一无场区.无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A为正极板.无场区右侧为一垂直于纸面的匀强磁场,O为圆弧形绝缘细圆管CD的圆心,圆弧半径为R,圆心角为120°,O、C在两板间的中心线上,D位于GH上.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能沿圆管切线方向进入细圆管,并做与管壁无相互挤压半径为R的匀速圆周运动.(不计粒子的重力、管的粗细)求:

(1)匀强磁场的方向和大小
(2)两金属板间所加的电压U
参考答案:(1)
,方向垂直于纸面向里;(2)
本题解析:
(1) 在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动,由左手定则可知,磁场的方向垂直于纸面向里。
由几何关系知,进入D点时速度
①
②
由①②得:
(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成30°

③ vy=at ④
⑤
⑥
由③④⑤⑥得:
考点:带电粒子的电场及在磁场中的运动.
本题难度:一般
3、计算题 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计粒子所受重力)。
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置;
(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。

参考答案:解:(1)设电子的质量为m,电量为e,电子在电场I中做匀加速直线运动,出区域I时的为v0,此后电场II做类平抛运动,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,有


解得y=
,所以原假设成立,即电子离开ABCD区域的位置坐标为(-2L,
)
(2)设释放点在电场区域I中,其坐标为(x,y),在电场I中电子被加速到v1,然后进入电场II做类平抛运动,并从D点离开,有


解得xy=
,即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置
本题解析:
本题难度:困难
4、计算题 一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场,如图,如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d,板长为L(该粒子束不会击中极板),求:
(1)粒子在极板中运动的时间;
(2)粒子在电场方向发生的侧移;
(3)粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量(粒子的重力忽略不计)。?

参考答案:解:(1)粒子在极板间运动的时间t=
(2)垂直于极板方向的加速度a=
所以粒子在飞越极板间电场过程中,在电场方向发生的侧移s=
at2=
(3)电场强度E=U/d
电场力对粒子做的功W=qEs=
所以粒子电势能的变化量ΔE=-W=-
本题解析:
本题难度:困难
5、计算题 如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1 =100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm,两板间距d=10
cm。求:

⑴微粒进入偏转电场时的速度v是多大?
⑵若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30°,则两金属板间的电压U2是多大?
参考答案:(1)1.0×104m/s;(2)100V。
本题解析:(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v,根据动能定理:
=1.0×104m/s
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动
水平方向:
竖直方向:a=

由
可得:U2="100V"
考点:带电粒子在电场中的加速度及偏转.
本题难度:一般